基于知识图谱的计算机课程线上改革教学效果评价方法设计

关键词：知识图谱；计算机课程；线上教学改革；效果；评价

0 引言

随着信息技术的发展，线上教学已经成为一种重要的教学方式。然而，如何对线上教学效果进行科学评价是摆在人们面前的一个重要问题。本文旨在探讨基于知识图谱的计算机课程线上改革教学效果评价方法，以期为计算机课程线上教学的效果评价提供新的思路和方法。本文阐述了知识图谱的概念和特点，并介绍了如何利用知识图谱对计算机课程线上教学效果进行评价。最后，本文提出了基于知识图谱的计算机课程线上改革教学效果评价方法的具体实施步骤和注意事项。基于知识图谱的教学效果评价方法可以全面、客观地评价学生的学习效果，有助于提高学生的学习积极性和主动性[1]。该方法可以促进教师对教学内容和教学方法的反思和改进，有助于提高教师的教学水平和教学质量。此外，该方法可以有效地解决传统的教学效果评价方法中存在的一些问题，如评价标准不统一、评价结果不准确等。基于知识图谱的计算机课程线上改革教学效果评价方法是一种科学、有效的评价方法，可以为计算机课程线上教学的效果评价提供新的思路和方法。该方法不仅可以提高学生的学习效果和教学质量，还可以为学校和教育部门提供科学的数据支持，有助于推动教育教学的改革和发展。

1 基于知识图谱的计算机课程线上改革教学效果评价方法设计

1.1 基于知识图谱构建多指标评价模型

通过计算机课程线上改革，学习者可根据自身学习情况与需求，有针对性地进行交互活动，进而产生一系列学习行为数据。利用知识图谱，构建多指标评价模型[2]，如图l所示。

构建计算机课程的知识图谱，其中涵盖计算机领域的基础知识、应用知识和前沿知识，同时包括各知识点之间的关系和适用场景。通过知识图谱，能够清晰展示计算机课程的知识体系和相互关系，有助于学生构建完整的知识框架。通过在线教学平台收集学生的学习数据，包括学习时间、学习成果、作业完成情况、在线测试成绩、参与讨论情况等[3]。利用数据挖掘和机器学习技术对收集到的数据进行处理和分析，提取与计算机课程相关的指标，如学习效率、学习质量、知识掌握程度等。根据提取的指标，建立计算机课程线上改革的多指标评价模型。该模型以知识图谱为基础，将学生的学习情况和计算机课程的评价指标相结合，形成一套全面、客观、科学的评价标准。构建的多指标评价模型共包含5个度量指标，详见表1。

利用建立好的多指标评价模型，对计算机课程线上教学的效果和学生的学习情况进行评估。通过对模型的评估和反馈，不断调整和优化模型，提高评价的准确度和客观性。根据表1中的度量指标，全面提取学习者计算机课程学习行为特征。根据最大-最小归一化方法[4]，度量学习行为特征，归一化计算公式为：

基于知识图谱的计算机课程线上改革多指标评价模型能够全面地评估计算机课程线上教学的效果和学生的学习情况，为教师和学生提供更加客观、科学的反馈和指导。

1.2 计算各级指标权重

选取的计算机课程线上改革教学效果评价指标包括课程知识掌握水平、技能掌握水平、合作意识、规则精神及意志品质。选取的评价指标具有全面性，能够充分描述计算机课程线上改革教学效果。采用秩和运算法计算评价指标权重。设定教学效果评价指标总共m 个，由n 个专家对评价指标进行评分排序，将专家认为最重要的教学效果评价指标记为1，第二重要的记为2，最不重要的评价指记标为m。每个教学效果评价指标排序所在位置对应的序号即为该指标的秩，将所有的秩加起来，可获取该评价指标的秩和[5]，用R 表示。计算机课程线上改革教学效果评价指标权重的计算公式为：

学生学习效果：这是线上改革教学效果评价中最重要的一项指标。可以通过学生的成绩、作业完成情况、课堂参与度等进行评价。

教师教学质量：教师在线下的指导、答疑和教学质量直接影响着线上改革的效果。这一指标可以通过学生对教师的评价和教师对教学内容和方法的掌握程度等方面进行衡量。

课堂互动性：线上教学的一大优势是能够实现实时互动。通过评估学生在课堂上的互动情况，如提问、讨论等，可以了解线上改革的效果。

技术支持：技术支持是线上教学顺利进行的基础。评估内容包括平台的稳定性、视频质量和网络连接等方面。

学生的满意度：学生的满意度直接反映了线上教学的改革效果。可以通过调查问卷等方式收集学生的反馈，并将其作为重要的评价指标。

各指标的权重分配考虑了学生的学习效果、教师的教学质量、课堂的互动性、技术支持以及学生的满意度，以确保评价的全面性和客观性。然而，这些权重的分配并不是固定不变的，可以根据实际情况进行调整，以达到最佳的评价效果。

1.3 构建指标间的比较矩阵

接下来，分析质量监控、教学评价与教学环境对课程教学效果的影响[6]，通过调查问卷分析其认同人数，得到各教学评价指标影响程度如表2所示。

如质量监控与教学评价两指标对高职院校通识课程教学效果影响作用程度比较中，有124人认为质量监控比教学评价影响作用程度明显较强，因此，两元素判比矩阵中质量监控与教学评价指标影响作用比的数值为7，由此类推出表2的比较矩阵为：

通过这个比较矩阵，可以清晰地看到各个指标之间的相对重要性和权重分配，从而为计算机课程线上改革的教学效果评价提供了更为全面和客观的依据。

1.4 设定教学效果评价指标等级

为了更具体地衡量计算机课程线上改革的教学效果，可以设定评价指标的等级[7]，如图2所示。

以下是一些具有技术性的评价指标等级设定：

1） 学生学习效果。

优秀：学生的平均成绩达到90分以上，且多数学生能够熟练运用所学知识解决实际问题。

良好：学生的平均成绩达到80～89分，多数学生能够较好地掌握所学知识。

一般：学生的平均成绩达到70～79分，部分学生能够掌握所学知识。

较差：学生的平均成绩低于70分，多数学生未能掌握所学知识。

2） 教师教学质量。

优秀：教师对教学内容和方法掌握娴熟，能够有效地解答学生的问题，并给予有价值的建议。

良好：教师能够较好地传授知识，解答问题基本能够满足学生需求。

一般：教师基本能够完成教学任务，但解答问题能力有限。

较差：教师无法有效传授知识，解答问题能力不足。

3） 课堂互动性。

优秀：学生在课堂上积极发言、提问、讨论，且教师能够有效地引导学生进行互动。

良好：学生有一定的参与度，教师能够基本掌握课堂节奏。

一般：学生参与度不高，教师对课堂节奏掌握有限。

较差：学生几乎不参与互动，教师难以掌控课堂节奏。

4） 技术支持。

优秀：线上平台稳定、视频质量高、网络连接顺畅，无重大技术问题。

良好：线上平台基本稳定、视频质量较高、网络连接较顺畅，存在少量技术问题。

一般：线上平台偶尔出现小问题、视频质量一般、网络连接不稳定，存在一定技术问题。

较差：线上平台经常出现重大技术问题、视频质量差、网络连接非常不稳定，存在严重技术问题。

教学效果评价指标等级如表3所示。

通过设定以上5个等级的评价指标，可以对计算机课程线上改革的教学效果进行更为细致和客观的评价。同时，这些等级的设定也为进一步改进教学方法和手段提供了有益的参考。

2 计算机课程线上改革教学效果评价实验

2.1 实验准备

1） 计算机和网络设备：每个学生需要有一台可以连接到互联网的计算机或其他设备，如平板电脑或智能手机。同时，实验室或会议室应配备相应的网络设施，以确保稳定的网络连接。

2） 视频会议软件或平台：为了进行线上教学和互动，需要使用视频会议软件或平台，如Zoom、MicrosoftTeams、腾讯会议等。这些工具可以实时传输视频、音频和共享屏幕，方便教师授课和学生参与课堂互动。

3） 教学软件和工具：教师需要使用一些教学软件和工具来进行线上授课，如PowerPoint、Whiteboard、教学游戏等。这些工具可以帮助学生更好地理解课程内容，提高学生的学习兴趣和参与度。

4） 问卷调查工具：为了了解学生对线上教学的满意度和反馈，需要使用问卷调查工具，如GoogleForms、Qualtrics等。这些工具可以方便地收集学生的反馈和意见，帮助教师了解学生的学习需求和偏好。

5） 数据分析和统计软件：实验结束后，需要对收集到的数据进行分析和统计，以评估教学效果。这时需要使用数据分析和统计软件，如Excel、SPSS等。这些工具可以帮助教师对学生的学习成绩、作业完成情况、课堂参与度等数据进行处理和分析，得出客观的教学效果评价结果。

此次实验的研究对象为某班级1个学年学生计算机课程的学习状态信息。设定多指标评价模型中的结果，作为该班级教学效果评价的预测值。采集该班级学生的计算机线上课程教学行为数据，如表4所示。

通过表4获取该班级学生计算机线上课程的学习行为数据，将这些数据转化为能够识别的数字，降低实验过程中模型处理的复杂度。为增加本次实验结果的可信度，邀请5名观察人员对实践课程进行评价。

2.2 实验说明

将基于知识图谱的计算机课程线上改革教学效果评价方法设置为实验组，将文献[5]提出的基于学习行为挖掘的实践课程教学效果评价方法研究设置为对照组1，将文献[6]提出的基于大数据分析的英语线上线下混合式教学效果评价设置为对照组2，对比3 种方法的评价结果。

利用上述3种方法，分别对表4的7门计算机线上课程的教学效果进行评价，获取课程教学效果评价得分，与表3的评课得分对比，根据对比结果，判断3种教学效果评价方法的评价准确性，教学效果评价得分对比结果如图3所示。

2.3 实验结果分析

从图3可以看出，应用基于知识图谱的计算机课程线上改革教学效果评价方法后，与表4的评课得分更加接近，偏差较小，而利用另外两种方法得出的教学效果评价得分与实际评课得分偏差较大。实验结果表明，利用提出的评价方法可以更加准确地对课程教学效果作出评价，能够反映学生计算机课程线上改革的学习情况。

3 结束语

在信息爆炸的时代，知识图谱在教育领域的应用显得尤为重要。对于计算机课程而言，将线上改革与知识图谱结合起来，为教学评价提供了新的视角和方法。这种评价方式不仅客观而全面，还能引导教师进行教学反思和改进，从而优化教学方法，提高教学质量。总的来说，基于知识图谱的计算机课程线上改革教学效果评价方法为教育领域带来了新的启示和可能性，值得进一步探索和实践。